农业生态系统的调控ppt课件教学教程.ppt
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1、第九章第九章 农业生态系统的调控农业生态系统的调控退出退出主目录主目录9 91 1 生态系统的稳态与稳态机制生态系统的稳态与稳态机制9 92 2 生态平衡生态平衡9 93 3 农业生态系统的调控农业生态系统的调控退出退出第九章第九章 农业生态系统的调控农业生态系统的调控主菜单主菜单9-1 9-1 生态系统的稳态和稳态机制生态系统的稳态和稳态机制一、一、生态系统的稳态生态系统的稳态二、二、自然生态系统的稳态机制自然生态系统的稳态机制退出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回9-1-1 9-1-1 生态系统稳态生态系统稳态一、生态系统的稳态(一、生态系统的稳态(homeostasis)c定义:生态系
2、统通过多种内部调节作用阻止变化,保持定义:生态系统通过多种内部调节作用阻止变化,保持 自身相对稳定性(即保持平衡)的倾向。自身相对稳定性(即保持平衡)的倾向。自自然然生生态态系系统统是是演演替替系系列列中中最最后后成成熟熟的的阶阶段段,是是顶顶极极群群落与外界环境取得平衡的,自我维持的稳定系统。落与外界环境取得平衡的,自我维持的稳定系统。自自然然生生态态系系统统在在一一定定时时间间和和相相对对稳稳定定的的条条件件下下,总总是是向向着稳定的方向发展着稳定的方向发展c系统的稳定性系统的稳定性:系统在遇到生态环境较大变化时,由于系统自身的调节系统在遇到生态环境较大变化时,由于系统自身的调节恢复和保持
3、稳定的能力。恢复和保持稳定的能力。退出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回9-1-1 9-1-1 生态系统稳态生态系统稳态二、生态阈值二、生态阈值:任何生态系统,其内在调节能力是有限的。任何生态系统,其内在调节能力是有限的。c定义:系统在不降低和破坏自动调节能力的前提下所能忍受定义:系统在不降低和破坏自动调节能力的前提下所能忍受 的最大限度的外界压力。的最大限度的外界压力。外界压力:自然灾害、外界环境因子的强烈变化。外界压力:自然灾害、外界环境因子的强烈变化。人类的获取,改造和破坏人类的获取,改造和破坏c实例:实例:森森林林有有一一定定的的采采伐伐量量,草草原原有有一一定定的的载载畜畜量量,超
4、超过过这这个个限限度,就会破坏生态系统的稳定性。度,就会破坏生态系统的稳定性。农农田田耗耗地地作作物物的的复复种种指指数数也也有有一一定定限限度度,复复种种指指数数过过高高会会导致地力衰竭导致地力衰竭。退出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回9-1-1 9-1-1 生态系统稳态生态系统稳态 生态系统对有毒有害物质的生态阈值生态系统对有毒有害物质的生态阈值称为生态容量。称为生态容量。c生态容量生态容量:生态系统对某种物质(有毒,有害物质)的最大容:生态系统对某种物质(有毒,有害物质)的最大容 纳量。纳量。c为为了了保保持持生生态态系系统统的的相相对对稳稳定定,在在调调控控管管理理和和利利用用生生
5、态态系系统统时时必须以生态阈值为标准。必须以生态阈值为标准。c生态阈值的大小决定于生态系统的成熟性。生态阈值的大小决定于生态系统的成熟性。退出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回9-1-2 9-1-2 自然系统稳态机制自然系统稳态机制c稳态机制稳态机制:系统内维持生态系统处于相对稳定状态(即稳:系统内维持生态系统处于相对稳定状态(即稳 态)的各种调节作用。态)的各种调节作用。生态系统的各个水平都有稳态机制。生态系统的各个水平都有稳态机制。一、生态系统构成要素一级的稳态机制一、生态系统构成要素一级的稳态机制c1 1、种群的自我调节(种内密度制约)种群的自我调节(种内密度制约)各各种种群群内内部部
6、都都有有一一定定的的反反馈馈机机制制,使使种种群群的的密密度度与与个个体体之之间间的的增增长长率率之之间间保保持持一一定定的的关关系系,稳稳定定在在环环境境容容纳量附近。纳量附近。退出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回9-1-2 9-1-2 自然系统稳态机制自然系统稳态机制c2 2捕食与被捕食关系的调节(种间牵制)捕食与被捕食关系的调节(种间牵制)在在生生态态系系统统中中的的生生物物处处于于不不同同的的营营养养级级,连连接接成成食食物物链链和和食食物物网网,这这种种网网状状的的结结构构通通过过捕捕食食与与被被捕捕食食的的关关系系限制平衡各种物种的密度。限制平衡各种物种的密度。二、生态系统有机
7、体(个体)水平的稳态机制二、生态系统有机体(个体)水平的稳态机制 生生物物有有机机体体的的主主要要调调节节作作用用是是以以生生物物的的生生理理和和遗遗传传的的调节作用为基础的,这种调节作用称为适应。调节作用为基础的,这种调节作用称为适应。适应适应:生物对环境产生的反应,以适应变化的环境,维持:生物对环境产生的反应,以适应变化的环境,维持 个体的生存,维持个体的生存和种的延续。个体的生存,维持个体的生存和种的延续。退出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回退出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回9-1-2 9-1-2 自然系统稳态机制自然系统稳态机制生物适应环境的方式是多种多样的:生物适应环境的方
8、式是多种多样的:生生物物可可通通过过改改变变自自身身的的形形态态结结构构和和生生理理特特性性,产产生生不不同的生态型来适应环境。同的生态型来适应环境。如:光和养分都不足时和仅光照不足时植物的反应。如:光和养分都不足时和仅光照不足时植物的反应。通过生理调节和行为方式来适应环境。通过生理调节和行为方式来适应环境。如:沙漠的植物和动、植物的休眠和植物的落叶。如:沙漠的植物和动、植物的休眠和植物的落叶。生物还可通过改变自身的活动规律获得适应和生存。生物还可通过改变自身的活动规律获得适应和生存。如:植物的光周期现象,动物的迁徙。如:植物的光周期现象,动物的迁徙。退出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回退
9、出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回9-1-2 9-1-2 自然系统稳态机制自然系统稳态机制有些植物还可在逆境中创造小生境而获得生存。有些植物还可在逆境中创造小生境而获得生存。如:红树。如:红树。生生物物适适应应的的结结果果使使生生物物与与环环境境达达到到了了新新的的统统一一,一一方方面面生生物物可可最最大大限限度度的的利利用用环环境境方方面面的的优优越越条条件件,良良好好的的生生长长发发育育,另另一一方方面面生生物物种种可可产产生生各各种种生生态态型型、亚亚种种和和新新种种,使使物物种种的的多多样样性性和和遗遗传传基基因因的的异异质质性性得得以以丰丰富富和和发发展展,这这对维持生态系统的稳
10、定性是有重要作用的。对维持生态系统的稳定性是有重要作用的。退出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回9-1-2 9-1-2 自然系统稳态机制自然系统稳态机制三三生态系统一级的稳态机制生态系统一级的稳态机制多样化的组成。多样化的组成。如如果果一一个个生生态态系系统统的的构构成成要要素素的的数数量量丰丰富富,食食物物链链结结构构复复杂杂,则则系系统统内内所所包包含含的的正正、负负反反馈馈机机制制多多,它它们们使使各各要要素素保保持平衡的同时,也是生态系统稳态的基础。持平衡的同时,也是生态系统稳态的基础。生态位的分化生态位的分化 使使各各物物种种和和谐谐相相处处,互互相相补补充充,避避免免由由于于某某
11、一一种种或或几几种种生生物的灭绝而对整个生态系统的稳定性造成的影响物的灭绝而对整个生态系统的稳定性造成的影响。次生分泌物的作用次生分泌物的作用 可进行生物种间的信息传递和调节生物种间的关系。可进行生物种间的信息传递和调节生物种间的关系。退出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回9 92 2 生态平衡生态平衡一、一、生态平衡的概念生态平衡的概念二、二、生态平衡失调的标志生态平衡失调的标志三、三、生态平衡失调的原因生态平衡失调的原因退出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回9-2-1 9-2-1 生态平衡的概念生态平衡的概念c生态平衡生态平衡:在在一一定定的的时时间间内内,生生态态系系统统中中生生物物
12、与与环环境境之之间间、生生物物与与生生物物之之间间以以及及环环境境各各因因子子之之间间,通通过过相相互互制制约约、相互渗透、相互影响而维持的某种协调(稳定)状态。相互渗透、相互影响而维持的某种协调(稳定)状态。表现为:表现为:结构上:生物种类组成,种群数量、食物链营养结结构上:生物种类组成,种群数量、食物链营养结构协调稳定;构协调稳定;功能上:能量流动、物质循环、信息传递畅通无阻;功能上:能量流动、物质循环、信息传递畅通无阻;系统的输入和输出基本相等,物质储量恒定;系统的输入和输出基本相等,物质储量恒定;生物种群与环境之间达到高度的相互适应和同步协生物种群与环境之间达到高度的相互适应和同步协调
13、。调。退出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回9-2-1 9-2-1 生态平衡的概念生态平衡的概念可从以下五个方面理解生态平衡的概念:可从以下五个方面理解生态平衡的概念:c1 1生态平衡是一种动态的、相对的平衡。生态平衡是一种动态的、相对的平衡。生生态态平平衡衡并并非非静静止止不不动动的的,生生态态平平衡衡应应是是生生物物与与环环境境相对协调的动态平衡。相对协调的动态平衡。c2 2生生态态平平衡衡的的出出现现是是由由于于生生物物强强大大的的繁繁殖殖力力、较较窄窄的的适适应力和环境资源的有限性三个因素共同作用的结果。应力和环境资源的有限性三个因素共同作用的结果。三三个个因因素素相相互互作作用用,
14、使使生生物物与与生生物物、生生物物与与环环境境之之间间各自保持一定的状态,达到正反相当,协调吻合。各自保持一定的状态,达到正反相当,协调吻合。退出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回9-2-1 9-2-1 生态平衡的概念生态平衡的概念c3 3理解理解生态平衡不能离开系统的观点;生态平衡不能离开系统的观点;平平衡衡应应是是系系统统的的总总体体概概括括,表表现现为为总总体体的的特特征征,而而不不过过分强调某一种生物类型数量的变化或某一局部地区的变化。分强调某一种生物类型数量的变化或某一局部地区的变化。c4 4生生态态平平衡衡并并不不是是指指自自然然状状态态就就是是平平衡衡,就就是是我我们们追追求求
15、的目标。的目标。如如果果改改变变自自然然环环境境面面貌貌,改改变变生生态态系系统统结结构构,改改变变某某种种物物种种的的自自然然特特征征,我我们们就就破破坏坏了了平平衡衡。因因为为农农业业生生态态系系统统就就是是在在改改变变了了自自然然生生态态系系统统而而建建立立的的另另一一种种相相对对的的生生态态平衡。平衡。退出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回9-2-1 9-2-1 生态平衡的概念生态平衡的概念c5 5生生态态系系统统保保持持生生态态平平衡衡的的调调节节能能力力是是有有一一定定限限度度的的,超超过过这这一一限限度度,原原有有的的生生态态平平衡衡就就会会遭遭到到破破坏坏,并并朝朝着着新新的
16、平衡发展。的平衡发展。生态平衡的事例:生态平衡的事例:c5050年代苏联生物地理研究实验站对两棵栎树所做的实验。年代苏联生物地理研究实验站对两棵栎树所做的实验。c目前全世界鼠害成灾的原因。目前全世界鼠害成灾的原因。退出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回9-2-2 9-2-2 生态平衡失调的标志生态平衡失调的标志 当当生生态态系系统统受受到到外外界界的的压压力力或或冲冲击击时时,系系统统的的平平衡衡就就受受到到影影响响。若若这这种种压压力力超超过过了了生生态态阈阈值值时时,系系统统的的自自我我调调节节能能力力随随之之降降低低,以以致致消消失失。此此时时,生生态态平平衡衡遭遭到到破破坏坏,生生态
17、态系系统统趋向衰退,甚至崩溃。趋向衰退,甚至崩溃。生态平衡失调的标志有两个方面:生态平衡失调的标志有两个方面:c一、结构方面的标志:一、结构方面的标志:一一级级结结构构缺缺损损:系系统统缺缺损损一一个个或或几几个个组组分分,标标志志外外界界压压力力具大,系统内变化剧烈,生态平衡严重失调。具大,系统内变化剧烈,生态平衡严重失调。如如:大大面面积积毁毁林林开开荒荒,围围湖湖造造田田,草草原原强强度度开开垦垦 原原有有生生产产者消失者消失 各级消费者因缺少栖息地和食物源而消失(或转移)各级消费者因缺少栖息地和食物源而消失(或转移)系统崩溃。系统崩溃。退出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回9-2-2
18、 9-2-2 生态平衡失调的标志生态平衡失调的标志二级结构变化:系统中某一组分内部结构发生变化。二级结构变化:系统中某一组分内部结构发生变化。如:生物种类减少,种群数量下降,层状结构发生改如:生物种类减少,种群数量下降,层状结构发生改变等,变等,引起生态平衡的失调。引起生态平衡的失调。表现在以下几个方面:表现在以下几个方面:植物群落结构简化,甚至退化。植物群落结构简化,甚至退化。如:由于过度放牧,使草原中的优质牧草逐渐减少,由高如:由于过度放牧,使草原中的优质牧草逐渐减少,由高 草群落退化为矮草群落。草群落退化为矮草群落。消费者种群结构发生相应的变化:消费者种群结构发生相应的变化:草草原原上上
19、鹰鹰、狐狐狸狸种种群群数数量量减减少少,啮啮齿齿类类(鼠鼠)种种群群增增大大。草草原受原受鼠害影响而进一步退化。鼠害影响而进一步退化。微生物和土壤动物种群结构发生变化。微生物和土壤动物种群结构发生变化。退出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回9-2-2 9-2-2 生态平衡失调的标志生态平衡失调的标志c二、功能方面的标志二、功能方面的标志 生物的生产功能生物的生产功能生态系统的功能表现为生态系统的功能表现为 生物对环境的调节功能生物对环境的调节功能 系统对外界压力的抵御功能系统对外界压力的抵御功能生态平衡失调时,系统功能衰退,其基本标志是:生态平衡失调时,系统功能衰退,其基本标志是:能量流动受
20、阻:能量流动受阻:生产者由于同化面积减少,生产力下生产者由于同化面积减少,生产力下 降,进而各级消费者的食物减少,使食物链紊乱。降,进而各级消费者的食物减少,使食物链紊乱。物质循环中断:物质循环中断:物流在某一环节中断或输入比例失调,物流在某一环节中断或输入比例失调,则整个系统改变。则整个系统改变。退出退出主菜单主菜单主目录主目录返回返回9-2-3 9-2-3 生态平衡失调的原因生态平衡失调的原因引起生态平衡失调的原因很多,归纳起来,不外乎两个方面:引起生态平衡失调的原因很多,归纳起来,不外乎两个方面:一、一、自然因素:自然因素:气候的突变,自然灾害。气候的突变,自然灾害。如:台风、海啸、龙卷
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